1 信号的基本概念
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第一章主要讲什么是信号,什么是系统。
首先来了解一下信号,我们平时见到的报道称为消息,消息中有意义的内容称为信息,信号是信息的载体,是信息的物理体现。
简而言之,就是通过信号传递信息。
我们平时见到的十字路口的红绿灯就是一种光信号,我们常见的广告牌也可以说成文字、图像信号,电视机接收的信号是一种电信号,而我们主要讨论的就是电信号,简称信号。
电信号的基本形式是随时间变化的电压或电流,通常我们用描述信号,也可以用波形来表示。
需要注意的是在这门课里,“信号”与“函数”两词常相互通用。
1、信号的分类方法很多,下面是从不同的角度对信号分类:2、按实际用途分类:电视信号,雷达信号,控制信号,通信信号,广播信号3、按所具有的时间特性划分:确定信号和随机信号;连续信号和离散信;周期信号和非周期信号;能量信号与功率信号;因果信号与反因果信号;实信号与复信号等等。
下面从时间角度看一下各种信号的含义:确定信号与随机信号:顾名思义,确定性信号就是信号可以用一个确定的时间函数表示。
有便可推知,而随机信号指信号不能用一个确定的时间函数加以确定,它只能用统计方法进行描述,就像在相同条件下,随机信号不能准确的重现某一数值,只能得到某值得概率。
连续信号和离散信号:连续信号就是在连续时间都有定义的信号,至于值域可连续也可不连续,幅值连续为模拟信号(如图一中),否则为量化信号(如图一中)。
离散时间信号是仅在一些离散的时间才有定义的信号,需要注意的是其余时间无定义(不是0)。
幅值连续是取样信号(如图二),离散是数字信号(如图三)。
图一图二图三如图三的仅在一些离散时刻才有定义,间隔,取等间隔,离散信号:,简写为称为序列,k为序号。
用表达式可表示为:,其他或写为:此处必须标明模拟信号通过抽样可化为抽样信号,抽样信号经过量化可化为数字信号,以后会详细讲述变换过程。
周期信号和非周期信号:可以从字面含义理解。
连续周期信号满足:,离散周期信号满足:,满足上述关系的最小(或整数)称为该信号的周期。
第一章主要讲什么是信号,什么是系统。
首先来了解一下信号,我们平时见到的报道称为消息,消息中有意义的内容称为信息,信号是信息的载体,是信息的物理体现。
简而言之,就是通过信号传递信息。
我们平时见到的十字路口的红绿灯就是一种光信号,我们常见的广告牌也可以说成文字、图像信号,电视机接收的信号是一种电信号,而我们主要讨论的就是电信号,简称信号。
电信号的基本形式是随时间变化的电压或电流,通常我们用描述信号,也可以用波形来表示。
需要注意的是在这门课里,“信号”与“函数”两词常相互通用。
1、信号的分类方法很多,下面是从不同的角度对信号分类:2、按实际用途分类:电视信号,雷达信号,控制信号,通信信号,广播信号3、按所具有的时间特性划分:确定信号和随机信号;连续信号和离散信;周期信号和非周期信号;能量信号与功率信号;因果信号与反因果信号;实信号与复信号等等。
下面从时间角度看一下各种信号的含义:确定信号与随机信号:顾名思义,确定性信号就是信号可以用一个确定的时间函数表示。
有便可推知,而随机信号指信号不能用一个确定的时间函数加以确定,它只能用统计方法进行描述,就像在相同条件下,随机信号不能准确的重现某一数值,只能得到某值得概率。
连续信号和离散信号:连续信号就是在连续时间都有定义的信号,至于值域可连续也可不连续,幅值连续为模拟信号(如图一中),否则为量化信号(如图一中)。
离散时间信号是仅在一些离散的时间才有定义的信号,需要注意的是其余时间无定义(不是0)。
幅值连续是取样信号(如图二),离散是数字信号(如图三)。
图一图二图三如图三的仅在一些离散时刻才有定义,间隔,取等间隔,离散信号:,简写为称为序列,k为序号。
用表达式可表示为:,其他或写为:此处必须标明模拟信号通过抽样可化为抽样信号,抽样信号经过量化可化为数字信号,以后会详细讲述变换过程。
周期信号和非周期信号:可以从字面含义理解。
连续周期信号满足:,离散周期信号满足:,满足上述关系的最小(或整数)称为该信号的周期。
第一信号系统的名词解释在当今高度发达的信息时代中,我们所处的日常生活中充斥着各种信号系统。
而第一信号系统作为最早的一种有效组织和传递信息的方式,是值得我们深入了解和解释的。
一、什么是第一信号系统?第一信号系统是指人类历史上最早的用于传递信息的系统,它最早出现在人类还未发展成现代社会的阶段。
这个系统的目的是将一种信息从发送者传送到接收者,以便对信息进行处理。
第一信号系统采用的是最基本的形式,它可以通过声音、触觉、视觉等方式进行信息的传递。
二、第一信号系统的特点1. 有限的媒介形式:由于第一信号系统的发展初期,人类只能使用有限的媒介来进行信息传递。
比如,人们通过口头语言传递信息,将信息转化为声音信号,并通过声音的频率、音调等特征来达到有效传递的目的。
2. 非标准化:在第一信号系统的发展初期,由于相对简陋的通信设备和技术,信号的传递容易受到干扰和变形。
因此,不同地区和文化之间的信号系统互相之间存在较大差异,缺乏统一标准。
3. 一对一的信息传递:由于受到媒介形式和技术的限制,第一信号系统主要以一对一的方式进行信息传递。
这意味着发送者和接收者之间的信息交流是直接的,没有中间环节。
4. 依赖于人的直接参与:第一信号系统需要人的直接参与来使信息传递,无法实现自动化和远程操作。
这使得信息传递的效率和可靠性都受到限制。
三、第一信号系统的发展与演变随着社会的不断进步和科技的迅猛发展,第一信号系统也逐渐向更为高效、多样化的形式转变。
首先,由于其他媒介的出现,如纸张、书写工具等的发明,人们可以通过文字书写进行信息传递,大大提高了信息传递的效率。
其次,技术的改进以及电信网络的建立,使得信息传递实现了自动化和远程操作,打破了传统的一对一传递模式。
最后,随着电子技术和计算机的出现,第一信号系统得到了彻底的革新,信息传递不再受到时间和空间的限制。
四、第一信号系统对人类社会的影响第一信号系统是人类社会进步的重要标志,它不仅促进了人类文明的发展,也对社会结构和人际关系产生了深远的影响。
《通信原理》考试知识点第1章绪论掌握内容:通信系统的基本问题与主要性能指标;模拟通信与数字通信;信息量、平均信息量、信息速率。
熟悉内容:通信系统的分类;通信方式。
了解内容:通信的概念与发展;1.1---1.3 基本概念1、信号:消息的电的表示形式。
在电通信系统中,电信号是消息传递的物质载体。
2、消息:信息的物理表现形式。
如语言、文字、数据或图像等。
3、信息:消息的内涵,即信息是消息中所包含的人们原来不知而待知的内容。
4、数字信号是一种离散的、脉冲有无的组合形式,是负载数字信息的信号。
5、模拟信号是指信号无论在时间上或是在幅度上都是连续的。
6、数字通信是用数字信号作为载体来传输消息,或用数字信号对载波进行数字调制后再传输的通信方式。
它可传输电报、数字数据等数字信号,也可传输经过数字化处理的语声和图像等模拟信号。
7、模拟通信是指利用正弦波的幅度、频率或相位的变化,或者利用脉冲的幅度、宽度或位置变化来模拟原始信号,以达到通信的目的。
8、数据通信是通信技术和计算机技术相结合而产生的一种新的通信方式。
9、通信系统的一般模型10、按照信道中传输的是模拟信号还是数字信号,可相应地把通信系统分为模拟通信系统和数字通信系统。
11、模拟通信系统是传输模拟信号的通信系统。
模拟信号具有频率很低的频谱分量,一般不宜直接传输,需要把基带信号变换成其频带适合在信道中传输的频带信号,并可在接收端进行反变换。
完成这种变换和反变换作用的通常是调制器和解调器。
12、数字通信系统是传输数字信号的通信系统。
数字通信涉及的技术问题很多,其中主要有信源编码/译码、信道编码/译码、数字调制/解调、数字复接、同步以及加密等。
13、数字信道模型14、通信系统的分类1 、按通信业务分类分为话务通信和非话务通信。
2、根据是否采用调制,可将通信系统分为基带传输和频带(调制)传输。
3、按照信道中所传输的是模拟信号还是数字相应地把通信系统分成模拟通信系统和数字通信系统。
第一章 信号的基本概念
§1.1信号的基本概念
1.信号的描述
时间特性:是时间t 的函数,信号的先后,大小、周期性上直观可见 频率特性:频率分量的大小,主频分量范围等等。
2.信号的分类
确定信号/随机信号/伪随机信号
连续时间信号/离散时间信号
连续信号、模拟信号x(t)
离散信号、数字信号x(n) 也称之为序列
周期信号/非周期信号
奇信号与偶信号:
功率信号与能量信号
§1.2基本的连续时间信号
1、正弦信号:x(t)=Acos(w 0t+ϕ)
A :振幅; w 0:角频率(基频); ϕ:初相位
周期:T=0
012f w =π;周期与基频成反比 2、复指数信号:ω+σ=∈=j s C s c e c t x st ,,,.)(
·实指数信号:σ=∈s R s c ,,
·周期复指数信号,即:S 为纯虚数的复指数信号:ωj s =
t jSin t Cos e t x t j 000)(ωωω+==
其为周期信号:∵T j t j e e T t x 00)(ωω=+
周期的复指数信号非常有用,信号与系统的大部分问题都与之有关,因为对其它信号来说,可以分解成复指数信号的组合,正弦信号与复指数信号的关系:
)(21)(21jwt jwt jwt jwt jwt jwt e e t Cos e e j
t Sin t
jSin t Cos e t
jSin t Cos e ---+=-=
-=+=ωωωωωω 成谐波关系的复指数集
{},2,1,0,)(±±==k e t jk t k o
ωϕ……
有共同的基波周期002ωπ
=T
·一般复指数信号
3、奇异信号:
(1)单位阶跃信号:u(t)
物理意义:接入特性
数学意义:单边特性
(2)单位冲激信号δ(t)时间极短,数值极大的函数模型)
性质: )()(/)()()
()()()()()0()0()()()()()0()()(1)(0)0()0(1)()()(1)(10000000t at dt
t du t t u d t f dt t f t t f dt f t dt t f t t f t t f dt t t dt t t t dt t a
t
t t δδδττδδδδδδδδδδδδδ====-==⋅=⋅=-===-==⎰⎰
⎰
⎰⎰
⎰
⎰
∞-∞+∞
-∞+∞-∞+∞-+-+-+∞∞-+-,,, (3)冲激偶信号δ’(t) 定义:)()(t dt
d t δ=δ 性质:
4、其它连续时间信号:
(1)Sa(t)抽样信号:Sa(t)=Sint/t 偶函数
t
t Sin t Sinc ππ=)( (2)高斯函数(钟形脉冲信号) 2)/()(i t e E t x -⋅=
§1.3基本的离散时间信号:
1. 单位冲激序列和单位阶跃序列
(1)单位冲激序列δ[n]
(2)单位阶跃序列u(n)
性质与关系:
∑∑∞=-∞=δ=
-δ=--=δ-δ=-δδ=δ0000][][][]
1[][][][][][][]
[]0[][][k n
k k k n n u n u n u n n n n x n n n x n x n n x 2、离散时间复指数信号与正弦信号
离散时间指数信号:n a c n x ⋅=][
(1) 实指数序列:R a c ∈,
(2)纯虚数指数序列:
)()(0002
2)(][][00ϕωϕωωϕωωω+-++=+=+==n j n n j n j e A e A n ACos n x n
jSin n Cos e n x (3)复指数序列的周期性:对比t j e 0ω研究。
为周期的周期信号一定是以信号;为周期,不一定是周期不一定是以0
02)(2][00ωπ=ωπ=ωωt j n j e t x e n x
n
j n j n jw n j n j t j e e e e e e 000002)2(0002.ωππ+ωωω=⋅=πωωω的周期性。
呈信号来说,对越大,频率越高;不同的连续信号,信号来说,不同的对
(4)一般复指数序列
(5)复指数序列集:(成谐波关系)
∴谐波集中只有N 个谐波信号互不相关
§1.4.信号的运算与自变量变换:
1. 信号的基本运算
(1) 信号相加:
(2) 信号相乘
(3) 信号的积分与微分
(4) 信号的差分与累加:
2、信号的自变量变换
(1)平移(时移)
(2)反褶
(3)尺度变换 1
,0,][)2(-=⎭⎬⎫⎩⎨⎧=⋅N k e n N N jk k πϕ。